В процессе эволюции первыми из пластид появились. Пластиды, их типы, функции и строение. Сущность процесса фотосинтеза. Роль растений для жизни на Земле. Строение и функции хлоропластов

Это полуавтономные структуры (могут существовать относительно автономно от ядерной ДНК клетки), которые присутствуют в растительных клетках. Οʜᴎ образуются из пропластид, которые имеются у зародыша растения. Отграничены двумя мембранами.

Выделяют три группы пластид:

1) лейкопласты . Имеют округлую форму, не окрашены и содержат питательные вещества (крахмал);

2) хромопласты . Содержат молекулы красящих веществ и присутствуют в клетках окрашенных органов растений (плодах вишни, абрикоса, помидоров);

3) хлоропласты. Это пластиды зелœеных частей растения (листьев, стеблей). По строению они во многом схожи с митохондриями животных клеток. Наружная мембрана гладкая, внутренняя имеет выросты - ламелосомы, которые заканчива­ются утолщениями - тилакоидами, содержащие хлорофилл. В строме (жидкой части хлоропласта) содержатся кольцевая молекула ДНК, рибосомы, запасные питательные вещества (зерна крахмала, капли жира).

6. Строение и функции лизосом и пероксисом. Лизосомы

Лизосомы (от гр.
Размещено на реф.рф
lysis - ʼʼразложение, растворение, распадʼʼ и soma - ʼʼтелоʼʼ) - это пузырьки диаметром 200-400 мкм. (обычно). Имеют одномембранную оболочку, которая снаружи иногда бывает покрыта волокнистым белковым слоем. Содержат набор ферментов (кислых гидролаз), которые осуществляют при низких значениях рН гидролитическое (в присутствии воды) расщепление веществ (нуклеиновых кислот, белков, жиров, углеводов). Основная функция - внутриклеточное переваривание различных химических соединœений и клеточных структур.

Выделяют первичные (неактивные) и вторичные лизосомы (в них протекает процесс переваривания). Вторичные лизосомы образуются из первичных. Οʜᴎ подразделяются на гетеролизосомы и аутолизосомы.

В гетеролизосомах (или фаголизосомах) протекает процесс переваривания материала, который поступает в клетку извне путем активного транспорта (пиноцитоза и фагоцитоза).

В аутолизосомах (или цитолизосомах) подвергаются разрушению собственные клеточные структуры, которые завершили свою жизнь.

Вторичные лизосомы, которые уже перестали переваривать материал, называются остаточными тельцами. В них нет гидролаз, содержится непереваренный материал.

При нарушении целостности мембраны лизосом или при заболевании клетки гидролазы поступают внутрь клетки из лизосом и осуществляют ее самопереваривание (автолиз). Этот же процесс лежит в базе процесса естественной гибели всœех клеток (апоптоза).

Пластиды - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Пластиды" 2017, 2018.

ЯДРО Большинство клеток одноклеточных и многоклеточных животных, а также растений содержит ядро. Клетки, не имеющие оформленного ядра, называются прокариотическими, а имеющие ядро – эукариотическими. ОРГАНИЗМЫ Эукариоты– молекулы ДНК имеют линейное строение... .

Это бесцветные или окрашенные тельца в протоплазме растительных клеток, представляющие собой сложную систему внутренних мембран (мембранные органеллы) и выполняющие различные функции. Бесцветные пластиды называют лейкопластами , различно окрашенные (желтого, оранжевого или красного цвета) - хромопластами , зеленые - хлоропластами . В клетке высших растений содержится около 40 хлоропластов в которых происходит фотосинтез . Они, как уже было сказано, способны к автономному размножению, не зависящему от деления клетки. Размеры и форма митохондрий и хлоропластов, наличие в их матриксе кольцевых двухцепочных ДНК и собственных рибосом делают эти органеллы похожими на бактериальные клетки. Существует теория симбиотического происхождения эукариотической клетки , согласно которой предки современных митохондрий и хлоропластов были когда-то самостоятельными прокариотическими организмами.

Пластиды характерны только для растений. Они не найдены у грибов и у большинства животных, исключая некоторых фотосинтезирующих простейших.

Предшественниками пластид являются пропластиды , мелкие, обычно бесцветные образования, находящиеся в делящихся клетках корней и побегов . Если развитие пропластид в более дифференцированные структуры задерживается из-за отсутствия света, в них может появиться одно или несколько проламеллярных телец (скопления трубчатых мембран). Такие бесцветные пластиды называются этиопластами . Этиопласты превращаются в хлоропласты на свету, а из мембран проламеллярных телец формируются тилакоиды . В зависимости от окраски, связанной с наличием или отсутствием тех или иных пигментов, различают три основных типа пластид (см. выше) - хлоропласты , хромопласты и лейкопласты . Обычно в клетке встречаются пластиды только одного типа. Однако установлено, что одни типы пластид могут переходить в другие.

Пластиды - относительно крупные образования клетки. Самые большие из них - хлоропласты - достигают у высших растений 4-10 мкм длины и хорошо различимы в световой микроскоп. Форма окрашенных пластид чаще всего линзовидная или эллиптическая. В клетках встречаются, как правило, несколько десятков пластид, но у водорослей, где пластиды нередко крупны и разнообразны по форме, число их иногда невелико (1-5). Такие пластиды называются хроматофорами . Лейкопласты и хромопласты могут иметь различную форму.

Основная функция хлоропластов - фотосинтез. Центральная роль в этом процессе принадлежит хлорофиллу , точнее - нескольким его модификациям. Световые реакции фотосинтеза осуществляются преимущественно в гранах , темновые - в строме

Пластиды, их функции, типы и местонахождения включений в растениях ГОУ ВПО Казанский Государственный Медицинский Университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию Кафедра фармакологии с курсами фармакогнозии и ботаники Работу выполнила: студентка 1 курса фармацевтического факультета группы 5103 Зиннатуллина Алия Данисовна Работу проверила: Ситникова Наталья Владимировна Казань, 2015 г.

По окраске и выполняемой функции выделяют следующие типы пластид: Пропластиды Лейкопласты Амилопласты Элайопласты Протеинопласты Этиопласты Хлоропласты Хромопласты

Пропластиды предшественники остальных типов пластид, присутствуют в меристематических клетках. Пропластиды имеют размеры от 0, 2 до 1 мкм, что значительно меньше, чем размеры дифференцированных пластид. Внутренняя мембранная система развита слабо, содержат меньше рибосом чем дифференцированные пластиды, могут содержать отложения белка фитоферритина, основная функция которого хранение ионов железа.

Лейкопласты неокрашенные пластиды. Они не содержат пигментов, но приспособлены для хранения запасов питательных веществ, например, крахмала. Их особенно много в корнях, семенах, корневищах и клубнях. Характерной особенностью лейкопластов является наличие ретикулярного футляра - сети мембран гладкого эндоплазматического ретикулума, окружающей пластиду. Содержат мало ламелл, но под влиянием света способны образовывать тилакоидные структуры и приобретать зеленую окраску. Иногда под термином «лейкопласты» понимают любые неокрашенные пластиды, при этом выделяют следующие типы: амилопласты, элайопласты, протеинопласты.

Амилопласты внешне похожи на пропластиды, но в строме содержатся гранулы крахмала. Амилопласты, как правило, присутствуют в запасающих органах растений, в частности в клубнях картофеля. В грависенсорных клетках корня амилопласты играют роль статолитов. Амилопласты высших растений могут превращаться в хлоропласты или хромопласты.

Этиопласты или темновые пластиды развиваются из пропластид в темноте, при освещении они превращаются в хлоропласты. В этиопластах отсутвует хлорофилл, но содержится большое количество протохлофиллида. Липиды внутренних мембран стромы хранятся в форме рельефной мембранной структуры, называемой проламеллярным телом. Формирование проламеллярного тела происходит из-за отсутствия мембранных белков тилакоидов, необходимых для их формирования. Известно, что свет инициирует синтез белков тилакоидных мембран и хлорофилла из накопленного протохлорофиллида.

Хлоропласты зелёные пластиды, основной функцией которых является фотосинтез. Хлоропласты как правило имеют эллипсовидную форму и длину от 5 до 8 мкм. Количество хлоропластов в клетке различно. Хлоропласты имеют хорошо развитую эндомембранную систему. Зелёная окраска хлоропластов обусловлена высоким содержанием основного пигмента фотосинтеза - хлорофилла. Помимо хлорофилла хлоропласты содержат различные каротиноиды. В строме хлоропластов находятся плоские мембранные структуры, называемые ламеллами. Они лежат параллельно другу и связаны между собой. Две соседние мембраны, соединяясь концами, формируют замкнутые плоские мембранные структуры в форме диска - тилакоиды, — содержащие внутри жидкость. Тилакоиды, уложенные в стопки, образуют граны. В строме хлоропластов находятся кольцевые молекулы ДНК, РНК, рибосомы и различные ферменты; размножаются делением.

Хромопласты пластиды, окрашенные в жёлтый, красный или оранжевый цвет. Хромопласты могут развиваться из пропластид или повторно дифференцироваться из хлоропластов; также хромопласты могут редифференцироваться в хлоропласты. Окраска хромопластов связана с накоплением в них каротиноидов. . Хромопласты определяют окраску осенних листьев, лепестков некоторых цветов (лютики, бархатцы), корнеплодов (морковь), созревших плодов (томат). Способствуют привлечению насекомых - опылителей цветов и животных, распространителей плодов.

Функции пластидов фотосинтез; восстановление неорганических ионов (нитрита, сульфата); синтез многих ключевых метаболитов (порфирины, пурины, пиримидины, многие аминокислоты, жирные кислоты, изопреноиды, фенольные соединения и др.), при этом некоторые синтетические пути дублируют уже существующие пути цитозоля; синтез регуляторных молекул (цитокинины); запасание железа, липидов, крахмала; придание окраски различным органам растений. способствование их распространению.

Фотосинтез — — это реакция преобразования световой энергии в химическую в хлоропластах, в результате которого связывается углекислый газ, выделяется кислород и образуются органические вещества. В процессе фотосинтеза выделяют две стадии: световую и темновую. Световая фаза происходит на свету при участии хлорофилла. В ходе этой фазы происходит превращение энергии света в химическую энергию фотолиза воды. Эта фаза завершается образованием АТФ и НАДФ · Н (фотофосфорилирование). Процесс происходит в тилакоидах, где локализуются фотосистемы, поглощающие энергию солнечных лучей, а также ферменты, осуществляющие процесс переноса электронов и фосфорилирование.

Фотосинтез Темновая фаза протекает в строме без участия света, полученная энергия используется в реакциях восстановления углекислого газа и с помощью ферментов осуществляется синтез углеводов. Процесс протекает благодаря АТФ и НАДФ · Н, синтезированных в предыдущей фазе. Образующаяся глюкоза поступает в цитоплазму, а при необходимости может временно сохраняться в виде полимера(крахмала).

Пластиды (греч.plastides - созидающие, образующие) - это мембранные органоиды фотосинтезирующих эукариотических органоидов - высших растений, низших водорослей, некоторых одноклеточных. Пластиды присутствуют во всех типах клеток растения, в каждом типе находится свой набор этих органоидов. Всем пластидам свойственен ряд общих черт. Они имеют свой генетический аппарат и окружены оболочкой, состоящей из двух концентрических мембран.

Все пластиды развиваются из пропластид. Они представляют собой мелкие органоиды, присутствующие в клетках меристемы, судьба которых определяется потребностями дифференцированных клеток. Все типы пластид представляют собой единый генетический ряд.

Лейкопласты (греч.leucos - белый) - бесцветные пластиды, которые содержатся в клетках растительных органов, лишенных окраски. Они представляют собой округлые образования, наибольший размер которых - 2-4 мкм. Они окружены оболочкой, состоящей из двух мембран, внутри которой находится белковая строма. Строма лейкопластов содержит небольшое число пузырьков и плоских цистерн - ламелл. Лейкопласты способны развиваться в хлоропласты, процесс их развития связан с увеличением размеров, усложнением внутренней структуры и образованием зеленого пигмента - хлорофилла. Такая перестройка пластид происходит, например, при позеленении клубней картофеля. Лейкопласты способны также переходить в хромопласты. В некоторых тканях, таких как эндосперм в зерновке злаков, в корневищах и клубнях лейкопласты превращаются в хранилище запасного крахмала - амилопласты. Онтогенетические переходы одной формы в другую необратимы, хромопласт не может сформировать ни хлоропласт, ни лейкопласт. Точно так же хлоропласт не может вернуться в состояние лейкопласта.

Хлоропласты (chloros-зеленый) - основная форма пластид, в которых протекает фотосинтез. Хлоропласты высших растений представляют собой линзовидные образования, ширина которых составляет по короткой оси 2-4 мкм, по длинной - 5 мкм и больше. Количество хлоропластов в клетках разных растений варьирует очень сильно, в клетках высших растений содержится от 10 до 30 хлоропластов. В гигантских клетках палисадной ткани махорки их обнаружено около тысячи. Хлропласты водорослей первоначально были названы хроматофорами. У зеленых водорослей может быть один хроматофор на клетку, у эвгленовых и динофлагеллят молодые клетки содержат от 50 до 80 хлоропластов, старые - 200-300. Хлоропласты водорослей могут быть чашевидными, лентовидными, спиралевидными, пластинчатыми, звездчатыми, в них обязательно присутствует плотное образование белковой природы - пиреноиды, вокруг которого концентрируется крахмал.

Ультраструктура хлоропластов обнаруживает большое сходство с митохондриями, прежде всего в строении оболочки хлоропласта - перистромия. Он окружен двумя мембранами, которые разделены узким межмембранным пространством шириной около 20-30 нм. Наружная мембрана обладает высокой проницаемостью, внутренняя - менее проницаема и несет специальные транспортные белки. Следует подчеркнуть, что наружная мембрана непроницаема для АТФ. Внутренняя мембрана окружает большую центральную область - строму, это аналог митохондриального матрикса. Строма хлоропласта содержит разнообразные ферменты, рибосомы, ДНК и РНК. Есть и существенные различия. Хлоропласты значительно крупнее митохондрий. Их внутренняя мембрана не образует крист и не содержит цепи переноса электронов. Все важнейшие функциональные элементы хлоропласта размещены в третьей мембране, которая образует группы уплощенных дисковидных мешочков - тилакоидов она называется тилакоидная мембрана. Эта мембрана включает в свой состав пигмент-белковые комплексы, прежде всего хлорофилл, пигменты из группы каротиноидов, из которых обычны каротин и ксантофилл. Кроме того, в тилакоидную мембрану включены компоненты электрон-транспортных цепей. Внутренние полости тилакоидов создают третий внутренний компартмент хлоропласта - тилакоидное пространство. Тилакоиды образуют стопки - граны, содержащие их от нескольких штук до 50 и более. Размер гран, в зависимости от числа тилакоидов в них, может достигать 0,5 мкм, в этом случае они доступны для наблюдений светового микроскопа. Тилакоиды в гранах плотно соединены, в месте контакта их мембран толщина слоя составляет около 2 нм. В состав гран, кроме тилакоидов, входят участки ламелл стромы. Это плоские, протяженные, перфорированные мешки, располагающиеся в параллельных плоскостях хлоропласта. Они не пересекаются и замкнуты. Ламеллы стромы связывают отдельные граны. При этом полости тилакоидов и полости ламелл не связаны.

Функция хлоропластов - фотосинтез, образование органических веществ из углекислого газа и воды за счет энергии солнечного света. Это один из важнейших биологических процессов, постоянно и в огромных масштабах, совершающихся на нашей планете. Ежегодно растительность земного шара образует более 100 млрд т. органического вещества, усваивая около 200 млрд тонн углекислого газа и выделяя во внешнюю среду около 145 млрд тонн свободного кислорода.

Хромопласты Это пластиды растительной клетки, имеющие окраску желто-оранжевой гаммы. Их можно определить как сенильные, деградирующие органоиды клетки, они образуются при разрушении хлоропластов. Об этом свидетельствует и химический состав пластид. Если в хлоропластах белки составляют около 50% их общей массы, а липиды 30%, то в хромопластах это соотношение меняется следующим образом: 22% белков, 58% липидов, ДНК уже не обнаруживается. Окраска хромопластов зависит от присутствия каротиноидов и разрушения хлорофилла. Азотсодержащие соединения (производные пиррола), возникающие при распаде хлорофилла, оттекают из листьев так же, как и белки, образующиеся при распаде белково-липидной системы мембран. Липиды остаются внутри перистромия. В них растворяются каротиноиды, окрашивая пластиды в желтые и оранжевые тона. Образование хромопластов из хлоропластов происходят двумя путями. Например, у лютика хромопласты образуются из бледно-зеленых хлоропластов, содержащих крахмал. Постепенно исчезают хлорофилл и крахмал, увеличивается содержание желтого пигмента, который растворяется в липидных каплях, образуя глобулы. Одновременно с образованием глобул происходит окончательное разрушение ламеллярной структуры хлоропласта. В сформировавшемся хромопласте сохраняется только перистромий, глобулы покрывают всю его внутреннюю поверхность, а центр пластиды выглядит оптически пустым. Роль хромопластов в клетке не ясна. Но для растительного организма в целом эти пластиды играют важную роль, так как органы растения, в которых прекращается фотосинтез, становятся привлекательными для насекомых, птиц, других животных, которые осуществляют опыление растений и распространение их плодов и семян. При осеннем пожелтении листьев разрушение хлоропластов и образование хромопластов приводит к утилизации белков и азотсодержащих соединений, которые перед листопадом оттекают в другие органы растения.

В данной статье мы подробно рассмотрим, что такое пластиды. Все автотрофные растения имеют основные цитоплазматические органеллы, именуемые пластидами. Свое название они получили от греческого - plastos, что в переводе на русский язык означает "вылепленный".

Итак, что такое пластиды? Каковы их функции? На эти вопросы вы сможете найти ответ, прочитав статью до конца. Для начала выделим основную функцию этих органелл - синтез органических веществ. Все пластиды содержат свой некий пигмент, который и определяет их цвет. Если делить их по этому качеству, то можно назвать следующие три группы:

• хлоропласты;
• хромопласты;
• лейкопласты.

Значение

Давайте теперь выясним, какое же имеют значение для жизни растений пластиды. Значения их в фотосинтезе отрицать нельзя, однако кроме этого, есть и другие важные аспекты. Так, среди них выделяют:

• восстановление нитрита и сульфата;
• синтез метаболитов (сюда можно отнести такие, как - пурины, аминокислоты, жирные кислоты и так далее);
• синтез АБК, гиббереллинов и так далее (то есть регуляторных молекул);
• запасающая функция (железо, липиды, крахмал).

Все пластиды, которые имеются у высших растений, разнообразны и каждая их них выполняет свою определенную функцию. А их набор напрямую зависит от типа клетки.

Пропластиды

Мы разобрали, что такое пластиды. Теперь перейдем к характеристике каждого отдельного вида. Первыми в нашем списке оказались пропластиды.

По сравнению с дифференцированными пластидами, пропластиды имеют меньшие размеры (до 1 мкм), их мембранная система слабо развита (меньше рибосом). Они имеют отложения фитоферритина, функция которых заключается в хранении железа.

Лейкопласты

Пластиды данного вида не имеют цвета. Лейкопласты выполняют одну очень важную функцию - запасающую. Они имеют небольшие размеры и содержатся во всех клетках растений. Благодаря лейкопластам, воспроизводятся следующие сложные соединения:

• крахмал;
• жиры;
• белки.

Все они запасаются в различных частях растения (клубнях, плодах, семенах). Названные пластиды подразделяются на три вида по признаку накапливания вещества:

• амилопласты;
• протеинопласты;
• элеопласты.

Рассказывая, что такое пластиды, мы остановимся на первом виде лейкопластов.

Амилопласты

Все пластиды в биологии имеют большое значение. Они способны переходить из одного вида в другой. Ярким примером является перевоплощение лейкопластов в хлоропласты. Последние имеют зеленый цвет. Многие замечали, что клубни картофеля на свету зеленеют, это как раз и происходит из-за перехода лейкопластов в хлоропласты. А почему осенью желтеют листья? Все просто, хлоропласты переходят в хромопласты из-за разрушения в первых хлорофилла.

Внешне амилопласты похожи на пропластиды. Они способны переходить в следующие формы:

• хлоропласты;
• хромопласты.

Их можно обнаружить в запасающих органах растений.

Этиопласты

Эти пластиды принято называть темновыми. Они являются хлоропластами, которые лишены солнечного цвета. Многие замечали, что цветы, растущие в тени, имеют желтоватый оттенок листьев. Это говорит о том, что у растения высока концентрация этиопластов.

Если растение, росшее при солнечном свете переставить в тень, то хлоропласты начнут постепенно превращаться в этиопласты. Чем последних больше, тем мутнее и болезненнее выглядит растение.

Хлоропласты

Эти пластиды наиболее популярны в мире растений. Их цвет - зеленый, а размеры достигают 10 мкм. Основная функция хлоропластов - это фотосинтез. Внешне данный вид пластид похож на мешочки или тельца округлой формы. В их состав входят:

• белки;
• жиры;
• пигменты;

Здесь еще важно отметить и то, что в различных организмах количество, строение и размеры данных пластид отличаются.

Хромопласты

Окраска хромопластов немного разнообразнее. Они могут быть желтыми, оранжевыми, красными.

Такое разнообразие цвета объясняется накоплением каротиноидов. Благодаря наличию этих органелл у растений, мы видим роскошную палитру красок у осенних деревьев, можем отличить созревший плод (яблоки, томаты) от недозревшего. Оттенки у цветочных лепестков также зависят от данных органелл.

Хромопласты могут принимать разнообразное строение - круга, многоугольника, иметь игольчатую форму.